曾东建，朱震南，段旭东，吴浩，刘成豪，何柏君

(1.西华大学汽车与交通学院，四川 成都 610039； 2.西华大学流体及动力机械教育部重点实验室，四川 成都 610039)

随着传统燃料日渐消耗及排放法规的日益严格，天然气作为一种发动机代用燃料日益受到重视，而压缩天然气(CNG)由于其制备携带方便而被广泛应用于车用发动机上，一些学者在发动机试验台架上对缸内直喷CNG发动机的性能进行了研究[1-4]。天然气的主要成分为CH4， C/H比较低，相比于传统燃料，其具有降低HC，CO，PM排放的潜质；同时，CH4辛烷值约为130，抗爆性好，可以采用更大的压缩比。但对于采用进气歧管喷射的自然吸气式天然气发动机，其动力性能会因容积效应而受到影响[5-6]。而缸内天然气直喷可以有效地消除气体燃料容积效应的影响，并且可以增强缸内扫气作用，有效提高燃烧效率，实现分层燃烧[5，8]。作为气体燃料，CNG与空气的混合过程与传统液体燃料油差异较大，为获得良好的可燃混合气与燃烧室内径向上混合气的浓稀分布，研究其混合过程对CNG缸内直喷在发动机上的应用有着重要意义。

通常，CNG需要较高的喷射压力来满足质量流量的要求，这使其在喷管出口处的流速常达到声速，形成超声速欠膨胀射流，在喷口附近形成复杂的激波结构[20，21]，这一现象很难通过试验进行说明。目前，数值模拟成为研究CNG缸内直喷和可燃混合气形成的有效手段，包含直接数值模拟、雷诺平均模拟和大涡模拟等[11-15]。雷诺时均模型中的κ-ε模型能够在对高速气体射流的研究中取得精确的结果[9-10]。……